JP2016172457A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】動力装置の冷却をより効果的に行うことができる電動車両を提供する。【解決手段】電動車両は、車輪を駆動する走行用の駆動モータを有し、動作時に発熱する動力装置と、駆動モータにより機械的に駆動され、駆動モータの回転数に比例した量の冷却液を動力装置に供給する機械駆動ポンプと、動力装置に冷却液を供給する電動ポンプと、電動ポンプの動作を制御する電動ポンプ制御部とを備え、電動ポンプ制御部は、動力装置を冷却するために必要とされる必要冷却能力に応じた必要冷却能力値Ｐが、機械駆動ポンプの冷却能力に応じた機械冷却能力値Ｑよりも大きいと判断すると、電動ポンプを動作させるように制御し、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑと同じかそれよりも小さいと判断すると、電動ポンプを停止させるように制御する。【選択図】図８

Description

本発明は、モータを駆動源とする電動の二輪車やＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)、さらにはエンジンも搭載したハイブリッドタイプの車両をも含めた電動車両に関連し、特に、動力装置に冷却液を供給するための機械駆動ポンプおよび電動ポンプを備える電動車両に関する。

近年、石油資源の枯渇およびＣＯ_２削減の観点から徐々に車両の電動化が進んでおり、走行用の駆動モータを備えた電気自動車やハイブリッド自動車が実用化されている。このような電動車両の中には駆動モータの出力のみで発進可能なものがあるが、この場合には、駆動モータが動作を開始するのと同時に電動車両が発進することになるので、長時間の停車によってオイル切れになっていると、動力伝達機構が損傷を受ける虞がある。また、電動車両では、駆動モータや電気回路（インバータ等）を含む動力装置が動作時に発熱するため、動力装置を冷却しなければ、動力装置が熱で損傷を受ける虞がある。

特許文献１に開示された電動車両は、動力伝達機構の潤滑と動力装置の冷却とを共通のオイルで行うように構成されたものであり、動力伝達機構および動力装置のそれぞれにオイルを適切に分配するための油路構造を備えることを特徴とする。

ＷＯ ２０１２／０９０４６３ Ａ１

特許文献１の電動車両では、オイルを適切に分配するための油路構造によって、動力伝達機構の潤滑と動力装置の冷却とを効果的に行うことができるが、動力装置の冷却については、なお改善の余地があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、動力装置の冷却をより効果的に行うことができる電動車両を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る電動車両は、車輪を駆動する走行用の駆動モータを有し、動作時に発熱する動力装置と、前記駆動モータにより機械的に駆動され、前記駆動モータの回転数に比例した量の冷却液を前記動力装置に供給する機械駆動ポンプと、前記動力装置に冷却液を供給する電動ポンプと、前記電動ポンプの動作を制御する電動ポンプ制御部とを備え、前記電動ポンプ制御部は、前記動力装置を冷却するために必要とされる必要冷却能力に応じた必要冷却能力値が、前記機械駆動ポンプの冷却能力に応じた機械冷却能力値よりも大きいと判断すると、前記電動ポンプを動作させるように制御し、前記必要冷却能力値が前記機械冷却能力値と同じかそれよりも小さいと判断すると、前記電動ポンプを停止させるように制御する。

この構成では、機械駆動ポンプの冷却能力の不足を電動ポンプで補完しつつ、電動ポンプの動作時間が長くなることを抑制できる。

本発明によれば、上記の構成により、電動ポンプの電力消費を抑制しつつ、動力装置に対する冷却効果を高めることができる。

本発明の実施形態に係る電動二輪車の左側面図である。 駆動モータおよび変速機の概略構造を示す断面図である。 モータユニットを右側から見たときの油路の構造を示す断面図である。 モータユニットを右側から見たときの機械駆動ポンプの構造を示す斜視図である。 モータユニットを左側から見たときの電動ポンプの構造を示す斜視図である。 機械駆動ポンプおよび電動ポンプが接続された油路の構造を一部断面で示す斜視図である。 電動ポンプの制御系を示す機能ブロック図である。 電動ポンプ制御部による電動ポンプの動作制御の手順を表すフロー図である。 電動ポンプの動作によって機械駆動ポンプの冷却能力を補完することを示すグラフである。 要求トルクが所定の基準値以上のとき、電動ポンプの動作によって機械駆動ポンプの冷却能力を補完することを示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電動車両は電動二輪車であり、以下の説明で用いる前後左右の方向の概念は、電動二輪車に騎乗した運転者の見る方向を基準とする。

−電動二輪車の全体構成−
図１は、本実施形態に係る電動二輪車１の左側面図である。図１に示すように電動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３と、前輪２と後輪３との間に配置される車体フレーム４と、車体フレーム４に支持されたモータユニット５とを備えている。この電動二輪車１は、エンジンを備えておらず、走行用の駆動モータ３０が発生させる動力で後輪３が回転駆動されるように構成されている。

前輪２は、フロントフォーク６の下部に回転可能に支持されている。フロントフォーク６の上部には、ステアリングシャフト７が接続されており、ステアリングシャフト７の上部にはハンドル８が取り付けられている。ハンドル８の右グリップは、駆動モータ３０で発生する走行動力を調整するためのアクセルグリップ９３ａ（図７を参照）である。アクセルグリップ９３ａが回動操作されると、その操作量がアクセルセンサ９３（図７を参照）で検出される。

車体フレーム４は、ヘッドパイプ１１と、左右一対のメインフレーム１２と、左右一対のダウンフレーム１３と、左右一対のピボットフレーム１４と、左右一対のスイングアーム１５と、シートフレーム１６とを有している。ヘッドパイプ１１は、ステアリングシャフト７を回転可能に支持している。

メインフレーム１２は、左右一対の上メインフレーム部１２ａと、左右一対の下メインフレーム部１２ｂと、上メインフレーム部１２ａを下メインフレーム部１２ｂに接続するトラスフレーム部１２ｃとを有している。上メインフレーム部１２ａは下メインフレーム部１２ｂと概略平行に延びている。上メインフレーム部１２ａおよび下メインフレーム部１２ｂは、ヘッドパイプ１１から若干下向きに傾斜しながら後方へ延びている。上メインフレーム部１２ａは、その後端部において略下方に向けて屈曲されており、下メインフレーム部１２ｂに合流されている。トラスフレーム部１２ｃは、当該合流点よりも前側で上メインフレーム部１２ａを下メインフレーム部１２ｂに接続しており、これによりメインフレーム１２全体の剛性が高められている。

ダウンフレーム１３は、ヘッドパイプ１１から略下方に向けて延びるバーティカルフレーム部１３ａと、バーティカルフレーム部１３ａの下端から略水平に後方に向けて延びるロアフレーム部１３ｂとを有している。ピボットフレーム１４は、メインフレーム１２の後端およびロアフレーム部１３ｂの後端に接続されている。スイングアーム１５は、略前後方向に延びており、その前端でピボットフレーム１４に揺動可能に連結されており、その後端で後輪３を回転可能に支持している。シートフレーム１６は、上メインフレーム部１２ａの後端およびピボットフレーム１４の上端から上斜め後方へ延びている。シートフレーム１６は、運転者および同乗者が前後に並んで着座可能なシート（図示せず）を支持している。

バッテリケース２０は、左右のメインフレーム１２の間に囲まれるように配置されており、その下面がロアフレーム部１３ｂの少し上に位置している。バッテリケース２０は、平面視で左右一対のメインフレーム１２とは重ならないように配置されており、左右両側の壁部がそれぞれメインフレーム１２にボルト等で締結されている。したがって、バッテリケース２０をメインフレーム１２の間に上側または下側から挿し入れて車体フレーム４に組み付けることができる。

バッテリケース２０の前面には吸気ダクト２１が接続されており、吸気ダクト２１の前端のエア取込み口は、前方に向けて開口されている。バッテリケース２０の後面の上部には、排気ダクト２２が接続されている。排気ダクト２２の上端付近には、バッテリケース２０内の空気を排出するための排気ファン２５が配置されている。したがって、前方からの走行風を吸気ダクト２１からバッテリケース２０内に取り込んで、排気ダクト２２から排出することができる。これによりバッテリケース２０内のバッテリユニット２３やバッテリ２４を効果的に空冷できる。また、吸気ダクト２１の前端のエア取込み口は、側面視でフロントフォーク６よりも前方に突出しているので、雨水や車輪２，３から跳ね上げられた泥が吸気ダクト２１内へ浸入することを抑制できる。さらに、排気ダクト２２には排気ファン２５が設けられているので、雨水等が排気ダクト２２を通ってバッテリケース２０内に浸入することを効果的に抑制できる。

前記バッテリケース２０の下部の後方において、側面視でメインフレーム１２とピボットフレーム１４とシートフレーム１６とに囲まれた略三角形状のスペースには、インバータケース２６が配設されている。このインバータケース２６にはＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体が実装されたインバータ２７が収容されており、図示しない電力線等によってバッテリケース２０内のバッテリユニット２３に接続されている。インバータ２７およびバッテリ２４は、動作時に発熱する電気部品であり、動力を生じさせるための動力装置１７の一部である。

そして、前記バッテリケース２０の下方、すなわちダウンフレーム１３の下方且つピボットフレーム１４の前方のスペースには、前記したようにモータユニット５が配設されている。モータユニット５の前部には、駆動モータ３０が収容されており、その後部には、動力伝達機構としての変速機４０（図２を参照）が収容されている。モータユニット５の後部の左右両側は、ピボットフレーム１４に締結されており、モータユニット５の前部の左右両側は、ダウンフレーム１３のロアフレーム部１３ｂに締結されている。駆動モータ３０は、動作時に発熱する電気部品であり、動力装置１７の一部である。

また、モータユニット５の前部には、前方に突出するように電力線の端子台５０が設けられており、その前方に離間してオイルクーラ２８が配設されている。オイルクーラ２８の上部は、ロワフレーム部１３ｂの前端に取付けられており、オイルクーラ２８の下部は、ステー２９（図３を参照）を介してモータユニット５の前部に支持されている。

モータユニット５の下部には、オイルパン６０が設けられており、ここに貯留されているオイルが電動ポンプ６２等により吸い上げられ、駆動モータ３０におけるモータ軸３２のベアリング３３および変速機４０のギヤ列４５（図２を参照）等に対して、潤滑のための「潤滑液」として供給される。また、オイルの一部は、オイルクーラ２８を通過する走行風と熱交換された後、動力装置１７の一部であるインバータ２７および駆動モータ３０に対して、冷却のための「冷却液」として供給される。

本実施形態の駆動モータ３０は、モータ動作および発電動作の両方が可能なモータ・ジェネレータである。つまり、駆動モータ３０は、バッテリ２４からインバータ２７を介して供給される電力によりモータ動作し、後輪３へ駆動力を出力する。また、駆動モータ３０は、電動二輪車１の回生制動時に発電動作し、発生した交流電流はインバータ２７により直流に変換されて、バッテリ２４に蓄えられる。

−モータユニットの構成−
図２は、モータユニット５における駆動モータ３０および変速機４０の構造を概略的に示す断面図であり、図３は、電動二輪車１の右側から見てオイル供給系の構造を示すモータユニット５の断面図である。図２に示すように、モータユニット５のケース５１は、前後に連なって設けられたモータ収容部５３と変速機収容部５４とを有している。モータ収容部５３および変速機収容部５４のそれぞれの右端には、右側に向かって開口された開口部が形成されており、これらの開口部には、別体の右壁部材５５が組付けられている。

モータ収容部５３は、有底の円筒状に形成されており、モータ収容部５３には、その右側の開口部から駆動モータ３０の円筒状のモータケース３１が収容されている。駆動モータ３０のモータ軸３２（出力軸）は、モータ収容部５３の筒軸に沿って左右方向に延びており、左右両側において左右一対のベアリング３３（出力軸の軸受）によって支持されている。左側のベアリング３３は、モータケース３１の左端に設けられた底壁部３１ａの貫通孔に嵌入されている。右側のベアリング３３は、モータケース３１の右端の開口部を閉ざすキャップ３４の貫通孔に嵌入されている。また、モータ軸３２には、ロータ３５が取り付けられており、ロータ３５の外周を取り巻くようにして円環状のステータ３６が配設されている。モータケース３１の周壁部３１ｂとモータ収容部５３との隙間には、冷却ジャケット３１ｃが設けられている。

モータ軸３２の左端は、モータケース３１の底壁部３１ａを貫通して左側に突出しており、その先端には回転角センサ３７が設けられている。モータケース３１の底壁部３１ａには、これを貫通するモータ軸３２の左端を取り囲むようにボス部が突出しており、このボス部には、回転角センサ３７のピックアップ部が配設されている。また、モータ収容部５３の左端には、回転角センサ３７を覆うように蓋部材５６が取付けられている。

一方、モータ軸３２の右端は、キャップ３４を貫通して右側に突出しており、その先端には、出力ギヤ３８が取り付けられている。駆動モータ３０の後方には、変速機４０の入力軸であるクラッチ軸４１が配設されており、クラッチ軸４１の右端には、出力ギヤ３８と噛み合わされたクラッチギヤ４３が回転自在に外嵌されている。クラッチギヤ４３は、隣接する多板クラッチ４２（図３には示さず）に連結されている。多板クラッチ４２によりクラッチギヤ４３とクラッチ軸４１とが接続されることで、モータ軸３２からクラッチ軸４１に回転力が伝達される。

クラッチ軸４１の後方には、変速機４０の出力軸４４が配設されており、クラッチ軸４１と出力軸４４とがギヤ列４５を介して変速自在に接続されている。すなわち、図３に示すように、シフトドラム４６ａ、シフトフォーク４６ｂ、ドグクラッチ４６ｃ等からなる変速操作機構４６によって、ギヤ列４５において接続されるギヤの組み合わせが変更されるようになっており、これにより入出力回転の変速比、すなわち変速機４０の変速段が変更される。

図２に示すように、出力軸４４の左端には、スプロケット４７が設けられており、スプロケット４７と後輪３のスプロケット３ａ（図１を参照）との間にチェーン４８（仮想線で示す）が巻き掛けられている。なお、駆動モータ３０の駆動力を伝える動力伝達機構は、前記のような多段式の変速機４０に限定されず、例えばベルト式の無段変速機であってもよいし、変速比が一定の単なる減速機構であってもよい。

図２に示すように、変速機４０を収容する変速機収容部５４は、モータ収容部５３よりも左右の幅が狭くなっており、この変速機収容部５４の幅に概ね合致するように、比較的幅の狭い長方形状のオイルパン６０がモータユニット５のケース５１の下部に設けられている（図２には仮想線で示す）。オイルパン６０は、その後部が変速機収容部５４の下方に位置し、その前部がモータ収容部５３の下方に位置するように、前後に長い長方形状に形成されている。駆動モータ３０のロータ３５およびステータ３６は、平面視においてオイルパン６０の左端と右端との間に位置するように、モータ収容部５３の左右方向の中央よりも右寄りにずらして配置されている。

−モータユニットのオイル供給系−
次に、図３〜６を参照して、モータユニット５の潤滑および冷却のためのオイルの供給系統について説明する。図４には、図３と同じく、モータユニット５を右側から見たときの機械駆動ポンプ６１の構造を示している。図５には、モータユニット５を左側から見たときの電動ポンプ６２の構造を示している。図６には、機械駆動ポンプ６１および電動ポンプ６２が接続された油路の構造を示している。

図３および図６に示すように、モータユニット５のケース５１の下部には、オイルパン６０が設けられている。オイルパン６０は、矩形枠状に形成されたオイルパン部５８と、オイルパン部５８の下部に組み付けられた別体のオイルパン本体５９とを有している。オイルパン６０は、モータ収容部５３から変速機収容部５４にわたる前後方向に長い直方体状であり、必要な容量を確保しながらモータユニット５の下方への飛び出しが抑えられている。オイルパン６０には、モータ収容部５３や変速機収容部５４から流下してきたオイルが貯留される。

モータユニット５は、オイルパン６０に貯留されているオイルを共通のストレーナ６３を介して吸い上げるとともに、これを吐出するように構成された機械駆動ポンプ６１および電動ポンプ６２を備えている。本実施形態では、ストレーナ６３が、オイルパン６０の後部において、オイルパン６０に貯留されているオイルに浸るように配設されている。

図３に示すように、モータユニット５のケース５１には、第１吸込み油路６４が上下方向に延びて形成されており、ストレーナ６３の上端は、第１吸込み油路６４の下端に接続されている。図６に示すように、第１吸込み油路６４の上端は略水平に左右に延びる第２吸込み油路６５に連通されている。この第２吸込み油路６５の右端が、機械駆動ポンプ６１のオイル吸込口６１ａに接続されており、左端が、前後方向に延びる第３吸込み油路６６を介して、電動ポンプ６２のオイル吸込口６２ａに接続されている。つまり、機械駆動ポンプ６１および電動ポンプ６２が互いに左右方向に対向するように配置されており、機械駆動ポンプ６１のオイル吸込口６１ａおよび電動ポンプ６２のオイル吸込口６２ａは、共通の油路（第１吸込み油路６４）に接続されている。

図４に示すように、右壁部材５５（図２を参照）を取り外してモータユニット５のケース５１内を見ると、機械駆動ポンプ６１は変速機収容部５４の下方に配設されていて、被駆動ギヤ６１ｂに噛み合うポンプ駆動ギヤ６１ｃが、クラッチギヤ４３と一体に設けられた小径のギヤ４３ａ（図２を参照）と噛み合わされている。機械駆動ポンプ６１は、例えばトロコイドポンプであり、その吐出量は、駆動モータ３０の回転数の上昇に比例して増大する。つまり、機械駆動ポンプ６１は、駆動モータ３０によって機械的に駆動され、駆動モータ３０の回転数に比例した量のオイルを、「潤滑液」として駆動モータ３０や変速機４０（図２を参照）に供給するとともに、「冷却液」として動力装置１７（図２を参照）に供給する。

一方、図５に示すように、電動ポンプ６２は、フランジ部６２ｆを有しており、このフランジ部６２ｆがモータユニット５のケース５１の左側面に締結されている。そして、図６に示すように、円柱状の本体部６２ｂがケース５１の左側壁の凹部５１ａに収容されている。本体部６２ｂには、モータ６２ｇと、モータ６２ｇで回転される回転翼６２ｈとが内蔵されており、モータ６２ｇは、コントローラ９０の電動ポンプ制御部９０ａ（図７を参照）からの制御指令を受けて動作する。本体部６２ｂの左端にはヒートシンク６２ｃが取付けられており、その斜め後にはコントローラ９０（図７を参照）との間を電気的に結ぶ信号線のコネクタ６２ｄが設けられている。

電動ポンプ６２（図６を参照）は、その回転数（すなわちモータ６２ｇおよび回転翼６２ｈの回転数）に比例した量のオイルをオイル吐出口６２ｅから吐出し、これを「潤滑液」として駆動モータ３０や変速機４０（図２を参照）に供給するとともに、「冷却液」として動力装置１７（図２を参照）に供給する。電動ポンプ６２の回転数は、前記の機械駆動ポンプ６１とは異なり、駆動モータ３０の回転数に関係なく制御することができる。

図６に示すように機械駆動ポンプ６１のオイル吐出口６１ｄは、第１吐出油路６７を介してメイン油路６８（共通のオイル供給路）に連通されており、同様に電動ポンプ６２のオイル吐出口６２ｅは、第２吐出油路６９を介して前記メイン油路６８に連通されている。メイン油路６８は、ケース５１（図３）の前面から後方に向かって穿孔したドリルホールであり、メイン油路６８の後端には、右側から第１吐出油路６７が連通している。メイン油路６８における第１吐出油路６７の連通する部位の少し前方、つまりオイルの流れの下流側には、左側から前記第２吐出油路６９が連通している。

図３に示すように、モータユニット５のケース５１には、メイン油路６８から分岐して変速機４０のギヤ列４５等に潤滑のためのオイルを供給する変速機側油路７３と、同じくメイン油路６８から分岐して、駆動モータ３０のベアリング３３に潤滑のためのオイルを供給するモータ側油路７４とが形成されている。

変速機側油路７３は、前記メイン油路６８から分岐して上方に向かって延びる第１変速機側油路７３ａと、その上端に連通する第２変速機側油路７３ｂ（図２を参照）とを有している。第１変速機側油路７３ａの下端は、電動ポンプ６２からの第２吐出油路６９がメイン油路６８と連通する部位に連通している。図２に示すように、第２変速機側油路７３ｂは、第１変速機側油路７３ａとの連通部位から左側に延びた後に、前後方向に延びる第３変速機側油路７３ｃと、左右方向に延びる第４変速機側油路７３ｄとによって、クラッチ軸４１内を軸心の方向に延びる第５変速機側油路７３ｅに至る。第５変速機側油路７３ｅに供給されたオイルは、第５変速機側油路７３ｅから半径方向外方に延びる複数のオリフィスを介してギヤ列４５やベアリング４１ａに供給される。また、第１変速機側油路７３ａは、図示省略の油路を介して変速機４０の出力軸４４内の第６変速機側油路７３ｆにも連通しており、第６変速機側油路７３ｆに供給されたオイルは、第６変速機側油路７３ｆから半径方向外方に延びる複数のオリフィスを介してギヤ列４５やベアリング４４ａに供給される。

図２に示すように、モータ側油路７４は、モータ収容部５３の下方、すなわちモータユニット５のケース５１の前寄りの部位（前記変速機側油路７３よりもオイルの流れの下流側）においてメイン油路６８から分岐し、左右方向に延びる第１モータ側油路７４ａと、この第１モータ側油路７４ａの左右両端から、それぞれ駆動モータ３０のモータ軸３２に向かって延びる第２および第３のモータ側油路７４ｂ，７４ｃとを有している。第１モータ側油路７４ａには、分岐路７４ｄを介して油圧センサ７７が接続されており、その出力信号がコントローラ９０に入力されるようになっている。第１モータ側油路７４ａのオイルの圧力は、駆動モータ３０のベアリング３３へ供給されるオイルの圧力と概ね同じであり、この圧力値を検出して電動ポンプ６２の動作を制御することで、モータユニット５の各部位への所要のオイル供給状態を維持することができる。

図３に示すように、メイン油路６８において、それぞれ分岐する変速機側油路７３とモータ側油路７４との間にはリリーフバルブ７８が設けられている。リリーフバルブ７８は、筒状のハウジング７８ａと、その内部に収容されたボール７８ｂとを有しており、通常、ボール７８ｂは、コイルスプリング７８ｃの付勢力によって、その上方のシート部７８ｄに押し付けられ、閉塞状態となっている。メイン油路６８の油圧が所定値以上に上昇すると、この油圧を受けたボール７８ｂがコイルスプリング７８ｃを押し縮めながら下方に移動し、シート部７８ｄから離れてメイン油路６８の油圧を開放する。

図３に示すように、ケース５１の前面に開口されたメイン油路６８の前端には、金属製のパイプ部材７０の後端がジョイント７０ａを介して接続されている。パイプ部材７０の前端は、オイルクーラ２８の下部を支持するステー２９の後端の付近でロワホース７１の後端に接続されている。ロワホース７１は、例えばゴムのように弾性を有するホースであり、概ね前方に向かって延びて斜め右向きに湾曲した後に、金属製のパイプ部材７２を介してオイルクーラ２８の下部に接続されている。そして、オイルクーラ２８の上部からその後方のインバータケース２６にかけてアッパホース７９が架け渡されており、インバータケース２６からモータユニット５にかけてリターンホース８０が架け渡されている。リターンホース８０の下端は、図示しないジョイント等を介してモータユニット５のケース５１の上部に接続されている。

オイルパン６０から吸い上げられて、オイル機械駆動ポンプ６１および電動ポンプ６２のそれぞれから吐出されたオイルの一部は、オイルクーラ２８のコアを上昇する過程で走行風と熱交換して放熱し、インバータケース２６の冷却器（図示せず）を流れる過程でインバータ２７を冷却し、後述の冷却ジャケット３１ｃを流れる過程で駆動モータ３０（特にステータ３６）を冷却する。図示していないが、インバータケース２６には、ラビリンス状のオイル流路を有する冷却器がインバータ２７に接するように組み込まれている。インバータケース２６へと送られたオイルは、冷却器を流通する間にインバータ２７から熱を奪う。

図２に示すように、本実施形態では、ケース５１のモータ収容部５３にモータケース３１を嵌め込むという二重壁構造が採用されており、モータ収容部５３とモータケース３１の周壁部３１ｂとの隙間に、ステータ３６を取り巻くようにして冷却ジャケット３１ｃが形成されている。すなわち、モータケース３１の周壁部３１ｂの外周における左右方向の略中央部から少し右側寄りにかけて、全周に亘って断面矩形状の浅い溝部が形成されるとともに、これを取り巻くモータ収容部５３の内周面には薄肉の部位が形成されており、それらの間に環状の冷却ジャケット３１ｃが形成されている。

図２に示すように、ジャケット３１ｃに臨むモータケース３１の周壁部３１ｂ側の浅溝部には、幅の狭い環状の深溝部が複数（図の例では５本）形成されており、オイルによるステータ３６の冷却効率が高められている。リターンホース８０を流下してくるオイルが上方から冷却ジャケット３１ｃに流入すると、図３に矢印で示すように、そのオイルは、円周方向に分かれて、モータケース３１の外周に沿って流下する。こうして冷却ジャケット３１ｃを流下する間に駆動モータ３０の熱を奪ったオイルは、モータ収容部５３の下部のオイル排出口５３ａから下方のオイルパン６０内に落下する。

−電動ポンプの制御系−
機械駆動ポンプ６１の吐出量は、駆動モータ３０の回転数の上昇に比例して増大するので、駆動モータ３０の回転数が低いときには、潤滑用および冷却用のオイルが不足気味になり、反対に駆動モータ３０の回転数が高いときには、潤滑用および冷却用のオイルが過剰気味になる虞がある。そこで、本実施形態では、機械駆動ポンプ６１のオイルの吐出特性を補完するように、コントローラ９０の電動ポンプ制御部９０ａが電動ポンプ６２の動作を制御する。

図７は電動ポンプ６２の制御系の機能ブロック図である。本実施形態では、駆動モータ３０の動作制御を行うコントローラ９０が、電動ポンプ６２の動作制御を行う電動ポンプ制御部９０ａを有している。電動ポンプ制御部９０ａは、コントローラ９０のマイコンによるソフトウェア処理によって実現される。電動ポンプ制御部９０ａには、少なくとも、駆動モータ３０の回転角センサ３７や油圧センサ７７からの信号が入力する他に、電動二輪車１のメインスイッチ９１、駆動モータ３０の温度を検出する温度センサ９２、電動二輪車１のアクセルグリップ９３ａの操作量を検出するアクセルセンサ９３、ギヤポジションを検出するギヤポジションセンサ９４、インバータ２７の温度を検出する温度センサ９５等からの信号が入力する。

以下、図８、９を参照して、コントローラ９０による電動ポンプ６２の動作制御について具体的に説明する。図８は、電動ポンプ６２の動作制御の手順を表すフロー図であり、図９は、電動ポンプ６２の動作によって機械駆動ポンプ６１の吐出特性を補完することを示すグラフである。

図８のフロー図は、メインスイッチ９１をオフからオンにすることによりスタートする。まず、電動ポンプ制御部９０ａは、車両起動段階において、駆動モータ３０の動作を開始させる前に、電動ポンプ６２の動作を開始させるように制御する。つまり、電動ポンプ制御部９０ａは、ステップＳ１において電動ポンプ６２に動作指令を送る。動作指令を受けた電動ポンプ６２は、予め設定されている時間（例えば５〜１０秒）だけ動作し、メイン油路６８へオイルを送り出した後に停止する。電動ポンプ制御部９０ａは、この制御を電動二輪車１が停止されていた時間または期間の長さにかかわらず、車両起動段階において実行する。例えば、電動二輪車１を長期間（数か月、数年）放置した後の車両起動段階においても同様に実行する。

メイン油路６８へ送り出されたオイルの一部は、ロワホース７１等を介してオイルクーラ２８に送られ、インバータ２７および駆動モータ３０の冷却に供される。停車中の駆動モータ３０やインバータ２７の発熱は少ないので、電動ポンプ６２の回転数は低く制御され、無駄な電力消費は抑制される。また、メイン油路６８へ送り出されたオイルの一部は、変速機側油路７３に流れて変速機４０に供給され、そのギヤ列４５やベアリング４１ａ，４４ａの潤滑に供される。さらに、メイン油路６８へ送り出されたオイルの一部は、モータ側油路７４に流れて駆動モータ３０に供給され、そのベアリング３３の潤滑に供される。こうして一旦、オイルが供給されれば暫くの間は被潤滑部の油膜が維持され、いわゆるオイル切れにはならない。

この状態で電動ポンプ制御部９０ａは、各種センサからの信号を入力するとともに、コントローラ９０のメモリの所定領域からデータを読み込む（ステップＳ２）。運転者がアクセルグリップ９３ａを操作すると、電動二輪車１が走り始める。走行時において、駆動モータ３０の回転数は、アクセルグリップ９３ａの操作量に応じて制御され、駆動モータ３０の回転数に比例して機械駆動ポンプ６１からのオイルの吐出量が変化する。

電動ポンプ制御部９０ａは、動力装置１７を冷却するために必要とされる必要冷却能力に応じた必要冷却能力値Ｐが、機械駆動ポンプ６１の冷却能力に応じた機械冷却能力値Ｑよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑよりも大きい（ＹＥＳ）と判断すると、電動ポンプ６２を動作させるように制御し（ステップＳ４）、一方、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑと同じかそれよりも小さい（ＮＯ）と判断すると、電動ポンプ６２を停止させるように制御する（ステップＳ５）。ステップＳ４において、電動ポンプ制御部９０ａは、駆動モータ３０が動作しているか否かにかかわらず、電動ポンプ６２を動作させるように制御する。このような電動ポンプ６２に対する制御は、電動二輪車１のメインスイッチ９１がオフになるまで継続される。これにより電動ポンプ３０の電力消費を抑制しつつ、動力装置１７に対する冷却効果を高めることができる（図９を参照）。

本実施形態において、電動ポンプ制御部９０ａは、機械冷却能力値Ｑを、駆動モータ３０の回転数に基づいて設定する。つまり、駆動モータ３０の回転数が高い場合には、「冷却液」としてのオイルの供給量が多くなって冷却能力が向上するため、電動ポンプ制御部９０ａは機械冷却能力値Ｑを大きく設定する。一方、駆動モータ３０の回転数が低い場合には、「冷却液」としてのオイルの供給量が少なくなって冷却能力が低下するため、電動ポンプ制御部９０ａは機械冷却能力値Ｑを小さく設定する。

なお、機械冷却能力値Ｑは、機械駆動ポンプ６１の吐出圧、走行風圧、走行速度、オイルクーラ２８の冷却能力、外気温度等に基づいて補正されてもよい。例えば、機械駆動ポンプ６１の吐出圧、走行風圧および走行速度が高い場合には、動力装置１７を高圧のオイルや走行風で冷却することを期待できるため、機械冷却能力値Ｑはより大きくなるように補正されてもよい。また、オイルクーラ２８の冷却能力を考慮して、機械冷却能力値Ｑはより大きくなるように補正されてもよい。さらに、外気温度が低い場合には、冷却能力が増大することを期待できるため、機械冷却能力値Ｑはより大きくなるように補正されてもよい。

本実施形態において、電動ポンプ制御部９０ａは、必要冷却能力値Ｐを、動力装置１７の推定発熱量に基づいて設定する。つまり、推定発熱量が大きい場合には、大きな冷却能力が必要となるため、電動ポンプ制御部９０ａは必要冷却能力値Ｐを大きく設定する。一方、推定発熱量が小さい場合には、小さな冷却能力で足りるため、電動ポンプ制御部９０ａは必要冷却能力値Ｐを小さく設定する。本実施形態では、動力装置１７のインバータ２７および駆動モータ３０が冷却対象となっているため、電動ポンプ制御部９０ａは、インバータ２７の推定発熱量に基づいて第１必要冷却能力値Ｐ１を設定するとともに、駆動モータ３０の推定発熱量に基づいて第２必要冷却能力値Ｐ２を設定し、これらのうち大きい方を必要冷却能力値Ｐとして採用する。インバータ２７および駆動モータ３０の推定発熱量は、例えば、アクセルセンサ９３から出力されるアクセルグリップ９３ａの操作量に関する信号（要求トルク信号）に基づいて求めることができる。

なお、バッテリユニット２３（図１を参照）がオイルによる冷却対象となっている場合には、電動ポンプ制御部９０ａは、バッテリユニット２３の推定発熱量に基づいて第３必要冷却能力値Ｐ３を設定し、必要冷却能力値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうち最も大きい値を必要冷却能力値Ｐとして採用してもよい。また、インバータ２７および駆動モータ３０等の推定発熱量は、これらに流れる電流値、走行速度、走行時間、回生状態、駆動モータ３０の回転数等に基づいて求められてもよい。オイルによる冷却対象がインバータ２７および駆動モータ３０のいずれか一方だけの場合には、その推定発熱量に基づいて必要冷却能力値Ｐが設定されてもよい。

また、電動ポンプ制御部９０ａは、必要冷却能力値Ｐを、温度センサ９５，９２が検知するインバータ２７および駆動モータ３０の実際の温度に基づいて設定してもよい。これらの温度が高い場合には、大きな冷却能力が必要となるため、電動ポンプ制御部９０ａは必要冷却能力値Ｐを大きく設定する。一方、これらの温度が低い場合には、小さな冷却能力で足りるため、電動ポンプ制御部９０ａは必要冷却能力値Ｐを小さく設定する。

必要冷却能力値Ｐは、外気温度、走行風圧、走行速度等に基づいて補正されてもよい。例えば、外気温度が高い場合には、動力装置１７を外気で冷却することを期待できないため、必要冷却能力値Ｐはより大きくなるように補正されてもよい。一方、外気温度が低い場合には、動力装置１７を外気で冷却することを期待できるため、必要冷却能力値Ｐはより小さくなるように補正されてもよい。また、走行風圧や走行速度が高い場合には、動力装置１７を走行風で冷却することを期待できるため、必要冷却能力値Ｐはより小さくなるように補正されてもよい。

電動ポンプ制御部９０ａは、上記の基本的な制御の他に、以下の制御を電動ポンプ６２に対して実行する。すなわち、電動ポンプ制御部９０ａは、必要冷却能力値Ｐが大きいほど、或いは、必要冷却能力値Ｐと機械冷却能力値Ｑとの差（Ｐ−Ｑ）が大きいほど、吐出量を大きくする（すなわち回転数を高くする）ように電動ポンプ６２を制御して、冷却能力の補完量を大きくする。必要冷却能力値Ｐが大きいほど、或いは、必要冷却能力値Ｐと機械冷却能力値Ｑとの差（Ｐ−Ｑ）が大きいほど、機械駆動ポンプ６１の冷却能力が不足していると考えられるため、電動ポンプ６２による冷却能力の補完量を大きくすることで、動力装置１７をより効果的に冷却できる。

また、電動ポンプ制御部９０ａは、駆動モータ３０の回転数が高いほど、吐出量を小さくする（すなわち回転数を低くする）ように電動ポンプ６２を制御して、電動ポンプ６２の電力消費を抑制する。駆動モータ３０の回転数の上昇に連れて、機械駆動ポンプ６１からのオイルの吐出量および吐出圧が増大すると、機械駆動ポンプ６１の冷却能力が増大するため、電動ポンプ６２の回転数を低くしても、冷却能力が不足することはない。なお、電動ポンプ制御部９０ａは、駆動モータ３０の回転数が所定値を超えたときに、電動ポンプ６２の動作を停止させて、電動ポンプ６２の電力消費を抑制してもよい。

また、電動ポンプ制御部９０ａは、機械冷却能力値Ｑが低下するのと同時に必要冷却能力値Ｐが低下する場合に、必要冷却能力値Ｐの低下速度を機械冷却能力値Ｑの低下速度に比べて遅くなるように設定して、電動ポンプ３０が停止するタイミングを遅らせる。機械冷却能力値Ｑと必要冷却能力値Ｐとが同時に低下する過程において、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑと同じかそれよりも小さくなると、電動ポンプ３０が停止されるため、動力装置１７を十分に冷却できない虞がある。本実施形態では、必要冷却能力値Ｐの低下速度を遅くすることでこの問題を解消できる。

また、電動ポンプ制御部９０ａは、インバータ２７および駆動モータ３０のうち少なくとも一方の実際の温度が許容範囲の上限値を超えたときに、電動ポンプ６２を動作させるように制御する。つまり、インバータ２７および駆動モータ３０のそれぞれの実際の温度が高くなり過ぎた場合には、これらを冷却する緊急性が高いため、電動ポンプ制御部９０ａは、電動ポンプ６２を動作させるように制御して、瞬時に冷却能力を補完する。この場合、電動ポンプ制御部９０ａは、インバータ２７および駆動モータ３０の両方の実際の温度が許容範囲の上限値と同じかそれよりも低くなったときに、電動ポンプ６２を停止させるように制御してもよい。

また、図１０に示すように、電動ポンプ制御部９０ａは、アクセルセンサ９３から出力されるアクセルグリップ９３ａの操作量に関する信号（すなわち要求トルクの大きさに応じた要求トルク信号）に基づいて要求トルクを設定し、要求トルクが予め定められた基準値Ｒ以上のときに、電動ポンプ６２を駆動させるように制御する。つまり、要求トルクが大きくなると、駆動モータ３０の回転数が高くなって動力装置１７の発熱量が大きくなると考えられるため、要求トルクが所定の基準値Ｒ以上のときに、電動ポンプ３０を駆動させて動力装置１７を冷却する。この構成において、アクセルセンサ９３は、要求トルクの大きさに応じた要求トルク信号を出力する「要求トルク信号出力部」である。電動ポンプ制御部９０ａは、基本的には、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑよりも大きいときに電動ポンプ６２を動作させるように制御する。しかし、例えば、駆動モータ３０の回転数が低いときには、動力装置１７の推定発熱量が少なかったり、動力装置１７の温度が低かったりすることから、必要冷却能力値Ｐが機械冷却能力値Ｑよりも低くなることがある。この場合には、動力装置１７を冷却する必要性が大きいにもかかわらず、電動ポンプ６２が動作しないため、冷却能力を補完できない。本実施形態では、要求トルクが所定の基準値Ｒ以上のときに電動ポンプ３０を駆動させることでこの問題を解消できる。

図１０に示すように、要求トルクが所定の基準値Ｒ以上のときに電動ポンプ３０を駆動させる場合には、基準値Ｒは、駆動モータ３０の回転数が予め定められた所定値Ｓ未満のときに、駆動モータ３０の回転数が低くなるほど低くなるように設定されてもよい。このようにすると、駆動モータ３０の回転数が低いときに電動ポンプ６２が動作され易くなるので、動力装置１７をより効果的に冷却できる。

−他の実施形態−
前記した実施形態の説明はあくまで例示に過ぎず、本発明、その適用物またはその用途を制限するものではない。前記の実施形態では、電動二輪車１のメインスイッチ９１が操作されてオフからオンになったとき、電動ポンプ６２を動作させるようにしているが、これにも限定されない。例えば、キーレスシステムを装備する電動車両の場合は、メインスイッチがオフになっているときに、リモコンキーを有する運転者がシートに騎乗して、着座センサから信号が出力されたときに、電動ポンプ６２の動作を開始させるようにしてもよい。

前記の実施形態では電動二輪車１について説明したが、本発明に係る電動車両は二輪車に限らず、例えばＡＴＶ（All Terrain Vehicle:不整地走行車両)や小型運搬車等であってもよい。また、駆動源として駆動モータ３０だけでなく、エンジンも搭載したハイブリッドタイプの電動車両も含むことは勿論である。

１ 電動二輪車（電動車両）
５ モータユニット
１７ 動力装置
２７ インバータ
３０ 駆動モータ
４０ 変速機（動力伝達機構）
６１ 機械駆動ポンプ（オイル供給源）
６２ 電動ポンプ（オイル供給源）
９０ コントローラ
９０ａ 電動ポンプ制御部
９５，９２ 温度センサ
９３ アクセルセンサ（要求トルク信号出力部）

Claims (10)

1. 車輪を駆動する走行用の駆動モータを有し、動作時に発熱する動力装置と、
   前記駆動モータにより機械的に駆動され、前記駆動モータの回転数に比例した量の冷却液を前記動力装置に供給する機械駆動ポンプと、
   前記動力装置に冷却液を供給する電動ポンプと、
   前記電動ポンプの動作を制御する電動ポンプ制御部とを備え、
   前記電動ポンプ制御部は、
   前記動力装置を冷却するために必要とされる必要冷却能力に応じた必要冷却能力値が、前記機械駆動ポンプの冷却能力に応じた機械冷却能力値よりも大きいと判断すると、前記電動ポンプを動作させるように制御し、
   前記必要冷却能力値が前記機械冷却能力値と同じかそれよりも小さいと判断すると、前記電動ポンプを停止させるように制御する、電動車両。
2. 前記電動ポンプ制御部は、前記機械冷却能力値を前記駆動モータの回転数に基づいて設定する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記電動ポンプ制御部は、前記必要冷却能力値を前記動力装置の推定発熱量に基づいて設定する、請求項１または２に記載の電動車両。
4. 前記電動ポンプ制御部は、前記必要冷却能力値を前記動力装置の温度に基づいて設定する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電動車両。
5. 前記電動ポンプ制御部は、前記機械冷却能力値が低下するのと同時に前記必要冷却能力値が低下する場合には、前記必要冷却能力値の低下速度を前記機械冷却能力値の低下速度に比べて遅くなるように設定する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電動車両。
6. 前記電動ポンプ制御部は、前記駆動モータが動作しているか否かにかかわらず、前記必要冷却能力値が前記機械冷却能力値よりも大きいと判断すると、前記電動ポンプを駆動させるように制御する、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電動車両。
7. 前記電動ポンプ制御部は、前記必要冷却能力値が大きいほど吐出量を大きくするように前記電動ポンプを制御する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電動車両。
8. 前記電動ポンプ制御部は、前記駆動モータの回転数が高いほど吐出量を小さくするように前記電動ポンプを制御する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電動車両。
9. 要求トルクの大きさに応じた要求トルク信号を出力する要求トルク信号出力部を備え、
   前記電動ポンプ制御部は、前記要求トルク信号出力部が出力した前記要求トルク信号が示す要求トルクが予め定められた基準値以上のとき、前記電動ポンプを駆動させるように制御する、電動車両。
10. 前記駆動モータの回転数が予め定められた所定値未満のときには、前記基準値は、前記駆動モータの回転数が低くなるほど低くなるように設定される、請求項９に記載の電動車両。

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